CN111082607A - 电接触装置和包括电接触装置的旋转电机 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及电接触装置和包括电接触装置的旋转电机。电接触装置(30，130，230，330，430，530，630，730，830，30A至30K)包括高电位侧接触件(35，32，104a)以及具有比高电位侧接触件低的电位的低电位侧接触件(32，36，105a)。高电位侧接触件和低电位侧接触件被配置成彼此接触和脱离接触。高电位侧接触件和低电位侧接触件中的至少一个由沸点低于2562℃的低沸点材料或者包含该低沸点材料的混合材料形成。

Description

电接触装置和包括电接触装置的旋转电机
技术领域
本公开内容涉及电接触装置和包括电接触装置的旋转电机。
背景技术
例如，在日本专利申请公开第JP2002171724A中公开了下述技术：减小由于换向器式电动机中的换向片与电刷之间发生电弧放电而产生的电磁噪声，特别是减小当电弧消失时产生的脉冲电磁噪声。具体地，根据该技术，在换向片中形成锌或锌合金的层，从而增大电弧电压。
然而，使用上述专利文献中公开的技术在减小电磁噪声方面的效果在100MHz以上的高频带中比在低频带中低。因此，在设计旋转电机时，期望使用能够在包括高频带以及低频带的宽频带中充分减小电磁噪声的技术。
此外，上述问题不仅可能在诸如换向器式电动机的旋转电机中发生，而且可能在包括由于电弧放电产生电磁噪声的电接触装置的各种其他机器和装置(例如电磁继电器)中发生。
发明内容
鉴于以上问题提出了本公开内容。因此，本公开内容的目的是提供下述技术，利用该技术，可以在宽频带中充分减小在电接触装置中的电弧放电期间产生的电磁噪声。
根据本公开内容，电接触装置包括高电位侧接触件以及具有比高电位侧接触件低的电位的低电位侧接触件。高电位侧接触件和低电位侧接触件被配置成彼此接触和脱离接触。高电位侧接触件和低电位侧接触件中的至少一个由沸点低于2562℃的低沸点材料或者包含低沸点材料的混合材料形成。
在上述电接触装置中，在高电位侧接触件与低电位侧接触件相互接触或者脱离接触时发生的电弧放电期间，由低沸点材料的蒸气形成电弧。高电位侧接触件和低电位侧接触件中的至少一个中包含的低沸点材料的沸点低于2562℃，即低于铜的沸点。因此，与高电位侧接触件和低电位侧接触件中的至少一个由铜形成的情况相比，可以增大电弧放电期间的蒸气密度，从而抑制电子的速度变化。因此，可以将电弧保持更长的时间，从而抑制电弧电压随时间的变化率。
而且，通常在电弧放电的开始和结束时产生脉冲电磁噪声。相比之下，在电弧放电期间通常连续地产生突发电磁噪声。本申请的发明人在着眼于在100MHz以上的高频带中突发电磁噪声特别容易增大的事实的情况下研究了用于减小突发电磁噪声的技术。
作为研究的结果，发明人发现，通过使用低沸点材料或者混合材料来形成高电位侧接触件和低电位侧接触件中的至少一个，特别是在高频带中可以抑制在电弧放电的放电持续时间内电弧电压随时间的变化率，从而有效地减小突发电磁噪声。另外，对于电弧放电中的每一个，放电持续时间表示从电弧放电的开始到结束的时间段。
因此，在电接触装置中，可以在包括高频带和低频带的宽频带中充分减小在电弧放电期间产生的电磁噪声。
综上所述，根据本公开内容，提供了下述技术，利用该技术可以在宽的频带内充分减小在电接触装置中的电弧放电期间产生的电磁噪声。
附图说明
在附图中：
图1是包括根据第一实施方式的电接触装置的旋转电机的沿旋转轴的轴向方向的示意剖视图；
图2是示出根据第一实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图3是一起构成根据第一实施方式的电接触装置的换向片和电刷的展开图；
图4是示出在根据第一实施方式的电接触装置中发生的电弧放电的说明图；
图5是示出根据第二实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图6是示出根据第三实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图7是示出根据第四实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图8是一起构成根据第五实施方式的电接触装置的换向片和电刷的展开图；
图9是包括根据第六实施方式的电接触装置的电磁继电器的沿轴的轴向方向的示意剖视图；
图10是示出根据第六实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图11是示出根据第七实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图12是示出根据第八实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图13是示出根据第九实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图14是示出根据第十实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图15是示出根据第十一实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图16是示出根据第十二实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图17是示出根据第十三实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图18是示出根据第十四实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图19是示出根据第十五实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图20是一起构成根据第十五实施方式的电接触装置的换向片和电刷的展开图；
图21是示出在根据第十五实施方式的电接触装置中通过电弧能量吸收器防止在正电刷侧产生电弧的说明图；
图22是示出根据第十六实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图23是示出在根据第十六实施方式的电接触装置中通过电弧能量吸收器防止在正电刷侧产生电弧的说明图；
图24是示出根据第十七实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图25是示出在根据第十七实施方式的电接触装置中通过电弧能量吸收器防止在正电刷侧产生电弧的说明图；
图26是示出根据第十八实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；
图27是示出根据第十九实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图；以及
图28是示出根据第二十实施方式的电接触装置的配置的示意剖视图。
具体实施方式
在下文中将参照图1至图28描述示例性实施方式。应当注意，为了清楚和理解起见，在整个说明书中，在可能的情况下，在每幅附图中均用相同的附图标记来标出具有相同功能的相同部件，并且为了避免重复，将不再重复对相同部件的描述。
[第一实施方式]
图1示出了包括根据第一实施方式的电接触装置30的旋转电机1的整体配置。
在本实施方式中，旋转电机1被配置成内转子电动机。旋转电机1可以用作用于驱动诸如车载装置、家用电器或工业机器的各种机器和装置的驱动电动机。另外，旋转电机1可以替选地被配置成电动发电机，该电动发电机选择性地充当电动机或者充当发电机。
在本实施方式中，只要没有特别说明，则旋转电机1的旋转轴10的轴向方向由箭头X指示；旋转轴10的径向方向由箭头Y表示；旋转轴10的圆周方向由箭头Z指示。另外，作为朝向圆周方向Z上的一侧的方向的旋转轴10的旋转方向由箭头Za指示(参见图2)。
旋转轴10在形状上呈圆柱形。旋转轴10由从电源E供给的电力驱动以沿旋转方向Za旋转。
如图1所示，旋转电机1还包括由壳体3和盖4组成的外壳2以及用于驱动旋转轴10旋转的多个部件。这些部件被容纳在外壳2中。
具体地，这些部件包括用于可旋转地支承旋转轴10的轴承5、转子20、电接触装置30以及包括场磁体40的定子。
转子20被固定在旋转轴10上以与旋转轴10一起旋转。转子20包括转子芯21和电枢线圈22。转子芯21通过层叠多个磁钢板而形成。电枢线圈22被缠绕在转子芯21上。
场磁体40被固定在壳3的径向内表面上以面对转子20，并且在场磁体40与转子20之间形成有间隙。场磁体40起到向电枢线圈22提供磁场的作用。在本实施方式中，场磁体40由具有不同极性(即，S极和N极)的永磁体来实现。
电接触装置30由换向器31以及成对的第一刷35和第二刷36配置而成。
换向器31与电枢线圈22电连接并且被配置成与旋转轴10和转子20一起旋转。如图2所示，换向器31由沿旋转轴10的圆周方向Z布置的多个换向片32构成。每一对相邻的换向片32在圆周方向Z上彼此间隔开并且经由电枢线圈22彼此电连接。
应当注意，换向片32的数目不限于特定值，而是可以根据需要设置为任何合适的值。另外，在图2中，为了简化起见，仅示出了三个换向片32。
如图2所示，在换向器31的旋转期间，换向片32中的每一个具有相对于第一电刷35和第二电刷36中的每一个的滑动接触开始部33和滑动接触结束部34。
滑动接触开始部33是换向片32中的首先与第一电刷35或第二电刷36滑动接触的部分。如图2所示，滑动接触开始部33由换向片32的沿旋转方向Za的前端部32a构成。
滑动接触结束部34是换向片32中的最后与第一电刷35或第二电刷36脱离滑动接触的部分。如图2所示，滑动接触结束部34由换向片32的沿旋转方向Za的后端部32b构成。
第一电刷35和第二电刷36中的每一个在形状上基本上都呈矩形。此外，第一电刷35和第二电刷36中的每一个均与电源E电连接，并且被布置成在换向器31的旋转期间与换向片32中的每一个滑动接触。具体地，第一电刷35与电源E的正极端子电连接，而第二电刷36与电源E的负极端子电连接。因此，第一电刷35也可以称为正电刷35，第二电刷36也可以称为负电刷36。另外，第一电刷35和第二电刷36被定位成在旋转轴10的圆周方向Z上相互偏移180°。
第一电刷35被配置成与换向片32接触和脱离接触。当第一电刷35与换向片32接触或者脱离接触时，第一电刷35构成高电位侧接触件，而换向片32构成低电位侧接触件；高电位侧接触件具有比低电位侧接触件高的电位。
第二电刷36也被配置成与换向片32接触和脱离接触。当第二电刷36与换向片32接触或者脱离接触时，第二电刷36构成低电位侧接触件，而换向片32构成高电位侧接触件；低电位侧接触件具有比高电位侧接触件低的电位。
如上所述，换向片32中的每一个可以根据该换向片与第一电刷35和第二电刷36的滑动接触关系而构成高电位侧接触件或低电位侧接触件。即，在根据本实施方式的电接触装置30中，高电位侧接触件和低电位侧接触件由换向片32以及第一电刷35和第二电刷36构成。
而且，在本实施方式中，换向片32以及第一电刷35和第二电刷36全部由作为低沸点材料的锌形成。锌的沸点为907℃，因此低于铜的沸点2562℃。常规上，电刷通常由铜形成。
另外，应当注意，换向片32以及第一电刷35和第二电刷36全部可以仅由锌或者由包含锌的混合材料形成。
现在将参照图3描述在电接触装置30中发生的电弧放电。另外，在图3中，为了便于说明，将换向器31的换向片32在图3中的左右方向与圆周方向Z一致的平面上展开。
如图3所示，在两个相邻的换向片32A和32B二者都与第一电刷35滑动接触的状态下，两个换向片32A和32B的电位等于电源E的正极端子的电位。另一方面，在两个相邻的换向片32C和32D二者都与第二电刷36滑动接触的状态下，两个换向片32C和32D的电位等于电源E的负极端子的电位。
此外，如图4所示，当作为与第一电刷35滑动接触的两个换向片32A和32B之一的换向片32A随着换向器31沿旋转方向Za的旋转而脱离与第一电刷35的滑动接触时，在换向片32A与第一电刷35之间产生电弧A。对于该电弧A，第一电刷35充当正极而换向片32A充当负极。换言之，第一电刷35构成正极电刷37P。
另一方面，当作为与第二电刷36滑动接触的两个换向片32C和32D之一的换向片32C随着换向器31沿旋转方向Za的旋转而脱离与第二电刷36的滑动接触时，在换向片32C与第二电刷36之间产生电弧A。对于该电弧A，第二电刷36充当负极而换向片32C充当正极。换言之，第二电刷36构成负极电刷37N。
如上所述，在本实施方式中，换向片32以及第一电刷35和第二电刷36全部由沸点比铜低的锌形成。因此，与换向片32以及第一电刷35和第二电刷36全部由铜形成的情况相比，可以增大电弧放电期间的蒸气密度，从而抑制电子的速度变化。因此，可以将电弧A维持更长的时间，从而抑制电弧电压随时间的变化率。具体地，通过将换向片32以及第一电刷35和第二电刷36全部用沸点大大低于铜的沸点的锌形成，可以有效地增大电弧放电期间锌蒸气的密度。
此外，本申请的发明人进行了着眼于以下事实的研究：在100MHz以上的高频带中，突发电磁噪声特别容易增大。结果，发明人发现，通过将换向片32以及第一电刷35和第二电刷36全部用锌形成，在100MHz以上的高频带中，可以抑制在电弧放电的放电持续时间内电弧电压随时间的变化率，从而有效地减小突发电磁噪声。另外，对于每个电弧放电，放电持续时间表示从电弧放电的开始到结束的时间段。
如上所述，在根据本实施方式的电接触装置30中，可以在包括高频带以及低频带的宽频带中充分地减小在电弧放电期间产生的电磁噪声，其中电弧放电在换向片32与第一电刷35和第二电刷36之间发生滑动接触和解除滑动接触时发生。
另外，在本实施方式中，可以在不采用任何附加的电磁噪声抑制元件(例如由线圈和电容器构成的滤波器、金属制的电磁屏蔽件、转子接地元件等)的情况下实现电磁噪声的减小。因此，可以使电接触装置30的制造成本最小化。
另外，优选的是正极电刷37P和负极电刷37N二者如上所述都包含锌。然而，如果需要，也可以采用仅负极电刷37N包含锌而正极电刷37P不包含锌而由铜形成的配置。这是因为在负极电刷37N处，包含锌对减小电弧放电期间的突发电磁噪声的效果比在正极电刷37P处高。换言之，与仅在充当每个电弧A的正极的正极电刷37P中包含锌的情况相比，在仅在充当每个电弧A的负极的负极电刷37N中包含锌的情况下，包含锌对减小电弧放电期间的突发电磁噪声的效果更高。
另外，在用包含锌的混合材料形成换向片32以及第一电刷35和第二电刷36的情况下，优选的是锌在混合材料中的以重量计的百分比含量高于或等于25％。因此，可以有效地增大电弧放电期间锌蒸气的密度。
另外，如果能够获得期望的效果，也可以用以重量计的锌含量低于25％的混合材料形成换向片32以及第一电刷35和第二电刷36。
此外，优选的是在换向片32以及第一电刷35和第二电刷36全部中包含锌。然而，如果能够获得期望的效果，也可以采用：在第一电刷35和第二电刷36二者中并且在换向片32中的至少一个中包含锌的配置；在第一电刷35和第二电刷36中的任何一个并且在换向片32中的至少一个中包含锌的配置；或者仅在第一电刷35和第二电刷36中的一个中包含锌(即，在所有换向片32以及第一电刷35和第二电刷36中的一个中都不包含锌)的配置。
另外，在本实施方式中，电接触装置30被应用于被配置成内转子电动机的旋转电机1。然而，电接触装置30也可以被应用于外转子电动机。
[第二实施方式]
根据第二实施方式的电接触装置130具有与根据第一实施方式的电接触装置30类似的配置。因此，在下文中将主要描述电接触装置130与电接触装置30的区别。
如图5所示，在根据本实施方式的电接触装置130中，对于换向片32中的每一个，仅换向片32的后端部32b(即，滑动接触结束部34)由作为低沸点材料的锌形成；换向片32的其余部分由电阻率比锌低的铜形成。
此外，第一电刷35和第二电刷36二者都由主要由锌和碳构成的混合材料形成。更具体地，在本实施方式中，第一电刷35为两部分结构，该两部分结构具有沿换向器31的旋转方向Za(或者旋转轴10的旋转方向Za)布置的第一部分35a和第二部分35b。锌仅被包含在第一部分35a中，而碳仅被包含在第二部分35b中。类似地，第二电刷36为两部分结构，该两部分结构具有沿换向器31的旋转方向Za布置的第一部分36a和第二部分36b。锌仅被包含在第一部分36a中，而碳仅被包含在第二部分36b中。
应当注意，表述“主要由锌和碳构成的混合材料”表示该混合材料除了锌(即低沸点材料)和碳之外可以仅包括痕量成分和杂质。因此，如果从混合材料中除去痕量成分和杂质，则所得的混合材料将基本上仅由锌和碳构成。
包含在混合材料中的碳充当润滑剂，以减小换向片32与第一电刷35和第二电刷36中的每一个之间的滑动阻力。此外，优选的是，第一电刷35的第一部分35a和第二部分35b沿换向器31的旋转方向Za布置，使得包含碳的第二部分35b比包含锌的第一部分35a更早地与换向片32中的每一个滑动接触。类似地，优选的是，第二电刷36的第一部分36a和第二部分36b沿换向器31的旋转方向Za布置，使得包含碳的第二部分36b比包含锌的第一部分36a更早地与换向片32中的每一个滑动接触。
如上所述，在根据本实施方式的电接触装置130中，第一电刷35和第二电刷36二者都由混合材料形成，该混合材料主要由作为低沸点材料的锌和作为润滑剂的碳构成。因此，可以有效地增大电弧放电期间锌蒸气的密度。
此外，在根据本实施方式的电接触装置130中，在换向片32中的每一个中，仅滑动接触结束部34(即，后端部32b)由锌形成。因此，可以减小在换向片32中的每一个中使用的锌的量，从而降低电接触装置130的制造成本。同时，换向片32中的每一个的其余部分由电阻率比锌低的铜制成。因此，也可以提高旋转电机1的效率。
此外，在根据本实施方式的电接触装置130中，包含在第一电刷35和第二电刷36中的润滑剂由相对廉价的碳实现。因此，可以使电接触装置130的制造成本最小化。
应该注意的是，包含在第一电刷35和第二电刷36中的润滑剂不限于碳，而是可以根据需要由除碳之外的其他润滑剂来实现。还应当注意，在换向片32中的每一个中，除了滑动接触结束部34(即，后端部32b)之外的其他部分可以替选地由不同于铜并且电阻率比锌低的材料形成。
另外，根据本实施方式，也可以实现与根据第一实施方式可实现的相同的有益效果。
作为对根据本实施方式的电接触装置130的变型，可以采用仅换向片32中的每一个的滑动接触开始部33(即，前端部32a)由锌形成的配置或者换向片32中的每一个的滑动接触开始部33和滑动接触结束部34二者都由锌形成的配置。
[第三实施方式]
根据第三实施方式的电接触装置230具有与根据第二实施方式的电接触装置130相似的配置。因此，在下文中将主要描述电接触装置230与电接触装置130的区别。
如图6所示，在根据本实施方式的电接触装置230中，换向片32中的每一个被形成为使得换向片32的后端部32b的径向高度在圆周方向Z上朝向换向片32的后端表面逐渐降低。因此，在换向片32中的每一个中，滑动接触结束部34在旋转方向Za上位于后端部32b的前面(即，比后端部32b更靠近前端部32a)。
根据本实施方式，也可以实现与根据第二实施方式可实现的相同的有益效果。
作为对根据本实施方式的电接触装置230的变型，可以采用仅换向片32中的每一个的滑动接触开始部33(即，前端部32a)由锌形成的配置或者换向片32中的每一个的滑动接触开始部33和滑动接触结束部34二者都由锌形成的配置。
[第四实施方式]
根据第四实施方式的电接触装置330具有与根据第二实施方式的电接触装置130相似的配置。因此，在下文中将主要描述电接触装置330与电接触装置130的区别。
如图7所示，在根据本实施方式的电接触装置330中，换向片32中的每一个被形成为使得：换向片32的前端部32a的径向高度沿圆周方向Z朝向换向片32的前端表面逐渐降低；并且换向片32的后端部32b的径向高度沿圆周方向Z朝着换向片32的后端表面逐渐降低。因此，在换向片32中的每一个中，滑动接触开始部33在旋转方向Za上位于前端部32a的后面(即，比前端部32a更靠近后端部32b)；滑动接触结束部34在旋转方向Za上位于后端部32b的前面(即，比后端部32b更靠近前端部32a)。
根据本实施方式，也可以实现与根据第二实施方式可实现的相同的有益效果。
[第五实施方式]
根据第五实施方式的电接触装置430具有与根据第一实施方式的电接触装置30类似的配置。因此，在下文中将主要描述电接触装置430与电接触装置30的区别。
如图8所示，根据本实施方式的电接触装置430还包括多条均压线38，均压线中的每一条电连接对应的一对换向片32。因此，可以精细地切换电压以减小脉动，从而抑制转矩波动。
此外，根据本实施方式的电接触装置430包括成对的第一电刷35和成对的第二电刷36。此外，所有四个电刷35和36中的两个电刷35和36由作为低沸点材料的锌形成，其中该两个电刷35和36中的每一个电刷在紧邻在该电刷与换向片32中的一个换向片之间产生电弧A之前脱离与换向片32中的该一个换向片的滑动接触。利用这种配置，可以增大电弧放电期间的蒸气密度，从而抑制电子的速度变化。因此，可以有效地减小突发电磁噪声。
根据本实施方式，也可以实现与根据第一实施方式可实现的相同的有益效果。
[第六实施方式]
图9示出了包括根据第六实施方式的电接触装置530的电磁继电器101的整体配置。
在本实施方式中，只要没有特别说明，则电磁继电器101的轴110的轴向方向由箭头X指示，并且轴110的径向方向用箭头Y表示。
如图9所示，电磁继电器101包括壳体102，该壳体102由第一壳体102a、第二壳体102b以及安装在第一壳体102a与第二壳体102b之间的第三壳体102c构成。在第三壳体102c中，形成有通孔103，轴110和可动芯106可以穿过通孔103沿轴向方向X移动。
在由第一壳体102a和第三壳体102c包围的空间中，容纳有具有两个可动接触件104a的动子104、各自具有一个固定接触件105a的两个固定端子105以及由磁性金属材料形成的可动芯106。
动子104的可动接触件104a中的一个被布置成在轴向方向X上面向固定端子105的固定接触件105a中的一个。此外，动子104的可动接触件104a中的另一个被布置成在轴向方向X上面向固定端子105的另一个固定接触件105a。
在本实施方式中，电接触装置530由均构成高电位侧接触件的两个可动接触件104a和均构成低电位侧接触件的两个固定接触件105a配置而成。可动接触件104a中的每一个被配置成与固定接触件105a中的对应固定接触件接触和脱离接触。
在由第二壳体102b和第三壳体102c包围的空间中，容纳有励磁线圈107、固定芯108和复位弹簧109。励磁线圈107在通电时产生磁场。固定芯108由磁性金属材料形成并且在径向方向Y上被布置在励磁线圈107的内部。复位弹簧109被安装在可动芯106与固定芯108之间。
复位弹簧109被配置成总是在轴向方向X上弹性地推动可动芯106远离固定芯108。
在轴110上固定有动子104和可动芯106二者。在可动芯106的与动子104相反一侧的轴110的端部在可动芯108的内部延伸至励磁线圈107附近。
当励磁线圈107未通电时，动子104在复位弹簧109的弹性推动力的作用下在轴向方向X上位于离开固定端子105的位置。因此，可动接触件104a脱离与对应的固定接触件105a的接触。结果，不允许电流流过可动接触件104a和对应的固定接触件105a。
另一方面，在励磁线圈107通电时，可动芯106被电磁吸引力克服复位弹簧109的弹性推动力而朝向固定芯108进行吸引。因此，随着可动芯106朝着固定芯108的移动，动子104朝向固定端子105移动(即，在图9中向下)，使可动接触件104a与对应的固定接触件105a接触。结果，允许电流流过可动接触件104a和对应的固定接触件105a。
如图10所示，在根据本实施方式的电接触装置530中，两个可动接触件104a和两个固定接触件105a全部由作为低沸点材料的锌形成。即，高电位侧接触件(即，可动接触件104a)和低电位侧接触件(即，固定接触件105a)均由沸点低于2562℃的低沸点材料形成。另外，应当注意，为简单起见，在图10中仅示出一对可动接触件104a和固定接触件105a。
在根据本实施方式的电接触装置530中，在可动接触件104a与对应的固定接触件105a接触和脱离接触时发生的电弧放电期间产生电弧A。然而，如上所述，可动接触件104a和固定接触件105a全部由锌形成。因此，与可动接触件104a和固定接触件105a由铜形成的情况相比，可以抑制电弧电压在电弧放电的放电持续时间内随时间的变化率，从而有效地减小突发电磁噪声。
[第七实施方式]
根据第七实施方式的电接触装置630具有与根据第六实施方式的电接触装置530相似的配置。因此，在下文中将主要描述电接触装置630与电接触装置530的区别。
如图11所示，在根据本实施方式的电接触装置630中，固定接触件105a中的每一个在其表面上具有由锌形成的涂层105b。固定接触件105a中的每一个的其余部分由铜形成。
利用上述配置，可以减小在固定接触件105a中的每一个中使用的锌的量，从而降低电接触装置630的制造成本。
另外，根据本实施方式，也可以实现与根据第六实施方式可实现的相同的有益效果。
[第八实施方式]
根据第八实施方式的电接触装置730具有与根据第六实施方式的电接触装置530类似的配置。因此，在下文中将主要描述电接触装置730与电接触装置530的区别。
如图12所示，在根据本实施方式的电接触装置730中，可动接触件104a中的每一个在其表面上具有由锌形成的涂层104b。可动接触件104a中的每一个的其余部分由铜形成。类似地，固定接触件105a中的每一个在其表面上具有由锌形成的涂层105b。固定接触件105a中的每一个的其余部分由铜形成。
利用上述配置，可以减小在可动接触件104a和固定接触件105a的每一个中使用的锌的量，从而降低电接触装置730的制造成本。
另外，根据本实施方式，也可以实现与根据第六实施方式可实现的相同的有益效果。
[第九实施方式]
根据第九实施方式的电接触装置830具有与根据第八实施方式的电接触装置730相似的配置。因此，在下文中将主要描述电接触装置830与电接触装置730的区别。
如图13所示，根据本实施方式的电接触装置830仅包括一个可动接触件104a，该可动接触件104a被配置成与两个固定接触件105a接触和脱离接触。
利用上述配置，可动接触件104a的数目减小，从而降低电接触装置830的制造成本。
另外，根据本实施方式，也可以实现与根据第八实施方式可实现的相同的有益效果。
如上所述，在根据第一实施方式的电接触装置30中，换向片32以及第一电刷35和第二电刷36全部由作为低沸点材料的锌形成；因此，可以增大电弧放电期间的锌蒸气的密度，从而减小电磁噪声。然而，当旋转电机1在大电流条件下工作时，可能难以有效地减小电磁噪声。因此，需要可以有效地减小大电流条件下的电磁噪声的技术。
本申请的发明人研究了难以有效地减小大电流条件下的电磁噪声的原因。结果，发明人发现，当在高电流条件下通过熔融的低沸点材料的氧化而产生低沸点材料的氧化物(例如，在低沸点材料为锌的情况下为氧化锌)并且该氧化物粘附到换向片32的表面(即，滑动表面)时，变得难以有效地减小电磁噪声。
在下文中，将描述基于发明人的上述发现的第十实施方式至第十四实施方式。
[第十实施方式]
如图14所示，将作为根据第一实施方式的电接触装置30的变型的根据第十实施方式的电接触装置30A应用于图1所示的旋转电机1。
在电接触装置30A中，第一电刷35和第二电刷36被设置有从换向片32的表面物理地去除粘附物的功能，从而使得可以有效地减小大电流条件下的电磁噪声。
具体地，在电接触装置30A中，第一电刷35和第二电刷36二者都包含磨料以及锌。即，电接触装置30A具有滑动接触结构(在下文中称为“第一滑动接触结构”)，使得第一电刷35和第二电刷36经由磨料与换向片32中的每一个滑动接触。
优选的是，采用硬度比换向片32的表面上的粘附物的硬度更高的材料作为磨料。具体地，在本实施方式中，换向片32的表面上的粘附物包括氧化锌。包含在第一电刷35和第二电刷36中的磨料可以由具有比氧化锌更高硬度的材料(例如碳化硅、中间相碳粉末(meso-carbon powder)或者铜锰合金)来实现。碳化硅的研磨性能相对高；因此，就有效地抑制氧化锌对换向片32的表面的粘附而言，优选的是采用碳化硅作为磨料。相反，就延长电接触装置30A的使用寿命而言，优选的是采用中间相碳粉末或铜锰合金作为磨料。
优选的是，第一刷35和第二刷36中的每一个中的磨料以重量计的百分比含量低于或等于10％。此外，如果磨料以重量计的百分比含量高于10％，则相应地降低第一刷35和第二刷36中的每一个中的锌的百分比含量；因此，可能难以有效地减小电磁噪声。
此外，在磨料的百分比含量高(例如，以重量计高于10％)的情况下，由于磨料的磨蚀而导致的摩擦生热相应地增大。因此，熔融的锌的量增大，并且因此产生的氧化锌的量相应地增大，从而对换向片32造成损坏。因此，考虑到由于磨料的磨蚀而导致的摩擦生热，优选的是将磨料的百分比含量设置得较低。
在根据本实施方式的电接触装置30A中，随着在换向器31的旋转期间换向片32中的每一个在圆周方向Z上相对于第一电刷35和第二电刷36的滑动运动，包含在第一电刷35和第二电刷36中的磨料磨蚀换向片32的表面，以物理方式刮掉已粘附在换向片32的表面上的氧化锌。因此，减小了换向片32的表面上的氧化锌的量。结果，即使当旋转电机1在大电流条件下工作时，仍然可以增大电弧放电期间锌蒸气的密度，从而有效地减小电磁噪声。
另外，根据本实施方式，也可以实现与根据第一实施方式可实现的相同的有益效果。
作为对根据本实施方式的电接触装置30A的变型，可以采用第一电刷35和第二电刷36中仅一个包含磨料的配置。
[第十一实施方式]
根据第十一实施方式的电接触装置30B具有与根据第十实施方式的电接触装置30A类似的配置。因此，在下文中将主要描述电接触装置30B与电接触装置30A的区别。
如图15所示，在根据本实施方式的电接触装置30B中，换向片32中的每一个由铜形成。
此外，第一电刷35为两部分结构，该两部分结构具有沿换向器31的旋转方向Za(或者旋转轴10的旋转方向Za)布置的第一部分35a和第二部分35b。第一部分35a包含锌，而第二部分35b包含铜和/或碳但不包含锌。此外，在第一部分35a和第二部分35b中，仅第一部分35a包含磨料。
类似地，第二电刷36为两部分结构，该两部分结构具有沿换向器31的旋转方向Za布置的第一部分36a和第二部分36b。第一部分36a包含锌，而第二部分36b包含铜和/或碳但不包含锌。此外，在第一部分36a和第二部分36b中，仅第一部分36a包含磨料。
根据本实施方式，也可以实现与根据第十实施方式可实现的相同的有益效果。
特别地，在根据本实施方式的电接触装置30B中，随着换向片32中的每一个相对于电刷35和36的滑动运动，包含在电刷35和36的第一部分35a和36a中的磨料磨蚀换向片32的表面，以物理方式刮掉已粘附在换向片32的表面上的氧化锌。
作为根据本实施方式的电接触装置30B的变型，可以采用电刷35和36的第一部分35a和36a中仅一个包含磨料的配置。
[第十二实施方式]
根据第十二实施方式的电接触装置30C具有与根据第十一实施方式的电接触装置30B相似的配置。因此，在下文中将主要描述电接触装置30C与电接触装置30B的差异。
如图16所示，在根据本实施方式的电接触装置30C中，换向片32中的每一个被形成为使得换向片32的后端部32b的径向高度在圆周方向Z上朝向换向片32的后端表面逐渐降低。因此，在换向片32中的每一个中，滑动接触结束部34在旋转方向Za上位于后端部32b的前面(即，被定位成比后端部32b更靠近前端部32a)。
此外，在根据本实施方式的电接触装置30C中，在换向片32中的每一个中，仅滑动接触结束部34由锌形成。同时，换向片32中的每一个的其余部分由铜形成。
根据本实施方式，也可以实现与根据第十一实施方式可实现的相同的效果。
特别地，在根据本实施方式的电接触装置30C中，随着换向片32中的每一个相对于电刷35和36的滑动运动，包含在电刷35和36的第一部分35a和36a中的磨料磨蚀换向片32的表面，以物理方式刮掉已粘附在换向片32的表面上的氧化锌。
作为对根据本实施方式的电接触装置30C的变型，可以采用电刷35和36的第一部分35a和36a中的仅一个包含磨料的配置。
[第十三实施方式]
将作为根据第一实施方式的电接触装置30的变型的根据第十三实施方式的电接触装置30D应用于图1所示的旋转电机1。
如图17所示，在根据本实施方式的电接触装置30D中，换向片32中的每一个具有形成在其滑动表面上的镀层32d，从而使得粘附物难以粘附到滑动表面上。因此，即使旋转电机1在大电流条件下工作时，也仍然可以有效地减小电磁噪声。
具体地，在本实施方式中，在换向片32中的每一个的滑动表面上，使用选自银、镍和钯中的至少一种材料进行镀覆处理。因此，电接触装置30D具有这样的滑动接触结构(在下文中称为“第二滑动接触结构”)，在该滑动接触结构中，在换向片32中的每一个的滑动表面上形成有选自银、镍和钯中的至少一种材料的镀层32d。
在根据本实施方式的电接触装置30D中，通过镀层32d，换向片32中的每一个的耐腐蚀性(或抗氧化性)得以改进，从而防止了在换向片32的滑动表面上产生氧化锌。因此，即使旋转电机1在大电流条件下工作时，也仍然可以有效地减小电磁噪声。
另外，根据本实施方式，也可以实现与根据第一实施方式可实现的相同的有益效果。
[第十四实施方式]
将作为根据第一实施方式的电接触装置30的变型的根据第十四实施方式的电接触装置30E应用于图1所示的旋转电机1。
如图18所示，在根据本实施方式的电接触装置30E中，减小了熔融的锌的量，从而使得难以将粘附物粘附至换向片32的滑动表面。因此，即使旋转电机1在大电流条件下工作时，仍然可以有效地减小电磁噪声。
具体地，在根据本实施方式的电接触装置30E中，第一电刷35和第二电刷36相对于换向片32的滑动面积增大，从而降低流经第一电刷35和第二电刷35与换向片32之间的滑动接触的电流的电阻。更具体地，电接触装置30E具有这样的滑动接触结构(在下文中称为“第三滑动接触结构”)，在该滑动接触结构中，第一刷35和第二刷36中的每一个在轴向方向X上与换向片32滑动接触达滑动长度Lb，该滑动长度Lb大于或等于电刷35和36中的每一个的相对长度La的1/10。
应当注意，第三滑动接触结构等同地应用于第一刷35和第二刷36。因此，在下文中将仅关于第一刷35来描述第三滑动接触结构。
在第三滑动接触结构中，相对长度La是在轴向方向X上的电刷35的相对表面35c与换向片32中的每一个可滑动地相对的长度。相比之下，滑动长度Lb是在轴向方向X上的电刷35的相对表面35c实际上与换向片32中的每一个的相对表面32c发生滑动接触的长度。当电刷35的相对表面35c与换向片32中的每一个的相对表面32c基本平行时，滑动长度Lb基本上等于相对长度La。此外，滑动长度Lb随着电刷35的相对表面35c相对于换向片32中的每一个的相对表面32c的倾斜角的增大而减小，并且随着倾斜角的减小而增大。
电刷35以在径向方向Y上可滑动的方式被容纳在电刷架30a中。在电刷架30a中，设置有按压式弹簧39，该按压式弹簧39具有将电刷35压靠换向片32中的每一个的弹性功能。该按压式弹簧39例如可以由螺旋弹簧或板弹簧来实现。通过该按压式弹簧39，电刷35的相对表面35c被压在换向片32中的每一个的相对表面32c上。
另外，应当注意，可以采用具有与按压式弹簧39相同的弹性功能的其他弹性构件代替按压式弹簧39。
在电刷35的相对表面35c在圆周方向Z上的长度恒定的情况下，换向片32中的每一个的相对表面32c与电刷35的相对表面35c之间的接触面积与滑动长度Lb成比例。即，换向片32中的每一个的相对表面32c与电刷35的相对表面35c之间的接触面积随着滑动长度Lb的增大而增大，并且随着滑动长度Lb的减小而减小。
优选的是，在最终组装电接触装置30E时，满足滑动长度Lb大于或等于相对长度La的1/10的条件。因此，在不满足上述条件的情况下，需要对电刷35进行处理以校正电刷35的相对表面35c相对于换向片32中的每一个的相对表面32c的部分抵接。在此，术语“部分抵接”是指仅电刷35的相对表面35c的一小部分能够与换向片32中的每一个的相对表面32c发生滑动接触的状态。
例如，作为部分抵接校正处理，可以使用切割夹具或者实际运行旋转电机1对电刷35的相对表面35c进行切割处理。通过进行部分抵接校正处理，可以切割或者磨损电刷35的相对表面35c，从而增大相对于相对长度La的滑动长度Lb，直到满足上述条件。
如上所述，在根据本实施方式的电接触装置30E中，将滑动长度Lb设置为大于或等于相对长度La的1/10。因此，可以增大第一电刷35和第二电刷36中的每一个与换向片32中的每一个之间的接触面积，从而降低经由第一电刷35和第二电刷36中的每一个与换向片32中的每一个之间的滑动接触来流动的电流的电阻。此外，通过降低电阻，可以减小由于电阻而产生的焦耳热的量，从而抑制可能粘附至换向片32中的每一个的相对表面32c的氧化锌的产生。因此，即使旋转电机1在大电流条件下工作时，也可以有效地减小电磁噪声。
另外，根据本实施方式，也可以实现与根据第一实施方式可实现的相同的有益效果。
作为对根据本实施方式的电接触装置30E的变型，可以将第三滑动接触结构仅应用于第一电刷35和第二电刷36之一。
作为另一变型，可以采用作为上述第一滑动接触结构、第二滑动接触结构和第三滑动接触结构中的至少两个的组合的滑动接触结构。
在上述第十实施方式至第十四实施方式中，电接触装置30A至30E被设计成抑制粘附物粘附到换向片32的表面上，从而有效地减小大电流条件下的电磁噪声。
从另一个角度，本申请的发明人发现，即使当粘附物已经粘附到换向片32的表面上时，仍然可以通过抑制换向片32与电刷35和36之间的电弧产生来有效地减小大电流条件下的电磁噪声。
在下文中，将描述基于发明人的上述发现的第十五实施方式至第二十实施方式。
[第十五实施方式]
如图19和图20所示，将作为根据第一实施方式的电接触装置30的变型的根据第十五实施方式的电接触装置30F应用于图1所示的旋转电机1。
根据本实施方式的电接触装置30F包括电弧能量吸收器50。电弧能量吸收器50被配置成吸收正电刷35侧(即，第一电刷35侧)上的电弧能量；当与电源E的正极端子电连接的正电刷35脱离与换向片32中的任何一个的滑动接触时，产生电弧能量。
而且，在根据本实施方式的电接触装置30F中，正电刷(即，第一刷)35由铜形成，而负电刷(即，第二刷)36由锌形成。另外，根据需要，正电刷35也可以由锌形成。在这种情况下，通过熔融的锌的氧化而产生的氧化锌S粘附至换向片32的表面。
电弧能量吸收器50由辅助电刷51和导电构件53配置而成。
辅助电刷51被配置成与换向片32中的一个换向片滑动接触，该一个换向片被定位成在旋转方向Za上在换向片32中的正与正电刷35滑动接触的另一个换向片的前面并且与该另一个换向片相邻。
此外，辅助电刷51在换向器31的旋转方向Za上位于正电刷35的前面，使得在圆周方向Z上正电刷35与辅助电刷51之间的间隙D小于所有换向片32在圆周方向Z上的宽度的最小值Cmin。
导电构件53被设置在将正电刷35和辅助电刷51电连接的旁路路径52中。导电构件53由中下述的至少一个构成：电阻比正电刷35高的电阻器、二极管、电容器、缓冲器(snubber)和变阻器。
现在参照图21，将描述通过电弧能量吸收器50来防止在根据本实施方式的电接触装置30F中产生电弧。
如图21所示，在电接触装置30F中，当随着换向器31沿旋转方向Za的旋转而使换向片32A脱离与正电刷35的滑动接触时，在没有电弧能量吸收器50的情况下，如图21中的虚线箭头所示，将在正电刷35与换向片32A之间产生电弧A。另一方面，当随着换向器31沿旋转方向Za的旋转而使换向片32C脱离与负电刷36的滑动接触时，如图21中的实线箭头所示，将在换向片32C与负电刷36之间产生电弧A。
如上所述，在电接触装置30F中设置有电弧能量吸收器50。因此，紧邻在换向片32A脱离与正电刷35的滑动接触之前，旁路电流从正电刷35经由导电构件53和辅助电刷51流向换向片32A。因此，可以使作为产生电弧A的原因的正电刷35侧的电弧能量经由旁路路径52逃逸，从而防止在正电刷35与换向片32A之间产生电弧A。
如上所述，根据本实施方式，即使在旋转电机1在大电流条件下工作并且氧化锌S已附着至换向片32的表面的情况下，仍然能够通过抑制电接触装置30F中产生电弧A来有效地减小电磁噪声。
另外，根据本实施方式，也可以实现与根据第一实施方式可实现的相同的有益效果。
[第十六实施方式]
根据第十六实施方式的电接触装置30G是根据第十五实施方式的电接触装置30F的变型。
如图22所示，电接触装置30G包括电弧能量吸收器50A。类似于第十五实施方式中描述的电弧能量吸收器50，电弧能量吸收器50A被配置成吸收正电刷35侧的当正电刷35脱离与换向片32中的任何一个的滑动接触时产生的电弧能量。
具体地，在根据本实施方式的电接触装置30G中，电弧能量吸收器50A由成对的辅助电刷51A和51B以及二极管54配置而成。
辅助电刷51A和51B被配置成分别与换向片32中的下述两个换向片滑动接触，这两个换向片在旋转方向Za上与换向片32中的正与正电刷35滑动接触的那个换向片相邻并且分别处在换向片32中的正与正电刷35滑动接触的那个换向片的相对侧。
此外，辅助电刷51B在旋转方向Za上位于正电刷35的前面，使得在圆周方向Z上正电刷35与辅助电刷51B之间的间隙D1小于所有换向片32在圆周方向Z上的宽度的最小值Cmin。相比之下，辅助电刷51A在旋转方向Za上位于正电刷35的后面，使得在圆周方向Z上正电刷35与辅助电刷51A之间的间隙D2大于所有换向片32在圆周方向Z上的宽度的最大值Cmax。
二极管54被设置在电连接辅助电刷51A和51B的旁路路径52中。二极管54的阳极电连接到辅助电刷51A，并且二极管54的阴极电连接到辅助电刷51B。
现在将参照图23描述通过电弧能量吸收器50A防止在根据本实施方式的电接触装置30G中产生电弧。
如图23所示，在电接触装置30G中，当随着换向器31沿旋转方向Za的旋转而使换向片32A脱离与正电刷35的滑动接触时，在没有电弧能量吸收器50A的情况下，如图23中的虚线箭头所示，将在正电刷35与换向片32A之间产生电弧A。
然而，如上所述，在电接触装置30G中设置有电弧能量吸收器50A。因此，紧邻在换向片32A脱离与正电刷35的滑动接触之前，旁路电流从正电刷35经由辅助电刷51A、二极管54和辅助电刷51B流向换向片32A。由此，可以使作为产生电弧A的原因的正电刷35侧的电弧能量经由旁路路径52逃逸，从而防止在正电刷35与换向片32A之间产生电弧A。
如上所述，根据本实施方式，即使在旋转电机1在大电流条件下工作并且氧化锌S已附着至换向片32的表面的情况下，也能够通过抑制在电接触装置30G中产生电弧A来有效地减小电磁噪声。
另外，根据本实施方式，也可以实现与根据第一实施方式可实现的相同的有益效果。
[第十七实施方式]
根据第十七实施方式的电接触装置30H是根据第十五实施方式的电接触装置30F的变型。
如图24所示，电接触装置30H包括电弧能量吸收器50B。类似于在第十五实施方式中描述的电弧能量吸收器50，电弧能量吸收器50B被配置成吸收正电刷35侧的当正电刷35脱离与换向片32中的任何一个的滑动接触时产生的电弧能量。
具体地，在根据本实施方式的电接触装置30H中，电弧能量吸收器50B由辅助电刷51和齐纳二极管55配置而成。
辅助电刷51与根据第十五实施方式的电接触装置30F的辅助电刷51相同并且以相同的方式定位。
齐纳二极管55被设置在将正电刷35和辅助电刷51电连接的旁路路径52中。齐纳二极管55的阳极电连接到辅助电刷51，并且齐纳二极管55的阴极电连接到正电刷35。齐纳二极管55被配置成当反向电压(即，正电刷35与辅助电刷51之间的电位差)超过预设电压时允许电流从齐纳二极管55的阴极流向齐纳二极管55的阳极。
现在将参照图25描述通过电弧能量吸收器50B防止在根据本实施方式的电接触装置30H中产生电弧。
如图25所示，在电接触装置30H中，当随着换向器31沿旋转方向Za的旋转而使换向片32A脱离与正电刷35的滑动接触时，在没有电弧能量吸收器50B的情况下，如图25中虚线箭头所示，将在正电刷35与换向片32A之间产生电弧A。
然而，如上所述，在电接触装置30H中设置有电弧能量吸收器50B。因此，紧邻在换向片32A脱离与正电刷35的滑动接触之前，旁路电流从正电刷35经由齐纳二极管55和辅助电刷51流向换向片32A。结果，可以使作为产生电弧A的原因的正电刷35侧的电弧能量经由旁路路径52逃逸，从而防止在正电刷35与换向片32A之间产生电弧A。
如上所述，根据本实施方式，即使在旋转电机1在大电流条件下工作并且氧化锌S已附着至换向片32的表面的情况下，仍然可以通过抑制在电接触装置30H中产生电弧A来有效地减小电磁噪声。
另外，根据本实施方式，也可以实现与根据第一实施方式可实现的相同的有益效果。
[第十八实施方式]
根据第十八实施方式的电接触装置30I是根据第十五实施方式的电接触装置30F的变型。
如图26所示，电接触装置30I包括电弧能量吸收器50C。与第十五实施方式中描述的电弧能量吸收器50相似，电弧能量吸收器50C被配置成吸收正电刷35侧的当正电刷35脱离与换向片32中的任何一个的滑动接触时产生的电弧能量。
具体地，在根据本实施方式的电接触装置30I中，电弧能量吸收器50C由辅助电刷51和导电构件53配置而成。
辅助电刷51在换向器31的旋转方向Za上位于正电刷35的前面。辅助电刷51经由电绝缘层56与正电刷35接合；电绝缘层56在圆周方向Z上介于辅助电刷51与正电刷35之间。因此，辅助电刷51与正电刷35被集成为一体。
导电构件53被设置在将正电刷35和辅助电刷51电连接的旁路路径52中。
根据本实施方式，也可以实现与根据第十五实施方式可实现的相同的有益效果。
此外，如上所述，在根据本实施方式的电接触装置30I中，辅助电刷51与正电刷35被集成为一体。因此，变为减小了电刷的数目，从而减小了与电刷配套的部件(例如，电刷架和按压式弹簧)的数目，从而降低了电接触装置30I的制造成本。此外，还可以使电弧能量吸收器50C的尺寸最小化。
[第十九实施方式]
根据第十九实施方式的电接触装置30J是根据第十六实施方式的电接触装置30G的变型。
如图27所示，电接触装置30J包括电弧能量吸收器50D。类似于第十六实施方式中描述的电弧能量吸收器50A，电弧能量吸收器50D被配置成吸收在正电刷35侧的当正电刷35脱离与换向片32中的任何一个的滑动接触时产生的电弧能量。
具体地，在根据本实施方式的电接触装置30J中，电弧能量吸收器50D由成对的辅助电刷51A和51B以及二极管54配置而成。
辅助电刷51B在旋转方向Za上位于正电刷35的前面，而辅助电刷51A在旋转方向Za上位于正电刷35的后面。辅助电刷51A经由电绝缘层56与正电刷35接合；电绝缘层56在圆周方向Z上介于辅助电刷51A与正电刷35之间。类似地，辅助电刷51B也经由电绝缘层56与正电刷35接合；电绝缘层56在圆周方向Z上介于辅助电刷51B与正电刷35之间。因此，辅助电刷51A和51B与正电刷35被集成为一体。
二极管54被设置在将辅助电刷51A和51B电连接的旁路路径52中。二极管54的阳极电连接到辅助电刷51A，并且二极管54的阴极电连接到辅助电刷51B。
根据本实施方式，也可以实现与根据第十六实施方式可实现的相同的效果。
此外，如上所述，在根据本实施方式的电接触装置30J中，辅助电刷51A和51B与正电刷35被集成为一体。因此，变为减小了电刷的数目，从而减小了与电刷配套的部件(例如，电刷架和按压式弹簧)的数目，从而降低了电接触装置30J的制造成本。此外，还可以使电弧能量吸收器50D的尺寸最小化。
在根据第十五实施方式至第十九实施方式的上述电接触装置30F至30J中，电弧能量吸收器50以及50A至50D仅被设置在正电刷35侧。然而，作为替选，电弧能量吸收器50以及50A至50D可以被设置在负电刷36侧以及正电刷35侧。在这种情况下，可以更有效地减小电磁噪声。
另外，已知的是，由于在负电刷36侧产生的电弧引起的电磁噪声低于由于在正电刷35侧产生的电弧引起的电磁噪声。因此，就减小电接触装置30F至30J的制造成本而言，优选的是仅在正电刷35侧设置电弧能量吸收器50以及50A至50D。
[第二十实施方式]
根据第二十实施方式的电接触装置30K是根据第十五实施方式的电接触装置30F的变型。
如图28所示，电接触装置30K包括电弧能量吸收器50E。电弧能量吸收器50E被配置成使得正电刷35在圆周方向Z上的滑动长度Ma大于负电刷36在圆周方向Z上的滑动长度Mb。
根据本实施方式，也可以实现与根据第十五实施方式可实现的相同的效果。
而且，如上所述，在根据本实施方式的电接触装置30K中，正电刷35的滑动长度Ma被设置为大于负电刷36的滑动长度Mb。因此，可以延长正电刷35与相邻的一对换向片32滑动接触并且从而使连接在该相邻的一对换向片32之间的线圈短路(见图20)的时间；因此，变为可以增大作为热量而消耗的电弧能量的量。结果，即使当旋转电机1在大电流条件下工作并且氧化锌S已附着至换向片32的表面时，仍然可以通过抑制在电接触装置30K中产生电弧A来有效地减小电磁噪声。
尽管已经示出和描述了上述具体实施方式，然而本领域技术人员将理解，在不脱离本公开内容的精神的情况下，可以进行各种修改、改变和改进。
例如，在上述实施方式中，锌被用作低沸点材料。替选地，可以采用沸点低于铜的沸点(即2562℃)的其他材料(例如镁)作为低沸点材料。
在上述实施方式中，混合材料主要由锌和润滑剂构成。替选地，除了锌以外，混合材料还可以包含润滑剂和/或除润滑剂之外的其他材料作为其主要成分。

Claims (21)

1.一种电接触装置(30，130，230，330，430，530，630，730，830，30A至30K)，包括：
高电位侧接触件(35，32，104a)；以及
低电位侧接触件(32，36，105a)，其具有比所述高电位侧接触件低的电位，
其中，
所述高电位侧接触件和所述低电位侧接触件被配置成彼此接触和脱离接触，并且
所述高电位侧接触件和所述低电位侧接触件中的至少一个由沸点低于2562℃的低沸点材料或者包含所述低沸点材料的混合材料形成。
2.根据权利要求1所述的电接触装置，其中，所述高电位侧接触件和所述低电位侧接触件二者都由所述低沸点材料或者包含所述低沸点材料的所述混合材料形成。
3.根据权利要求1所述的电接触装置，其中，所述高电位侧接触件和所述低电位侧接触件中的任何一个由所述低沸点材料或者包含所述低沸点材料的所述混合材料形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电接触装置，其中，所述高电位侧接触件和所述低电位侧接触件中的至少一个由所述混合材料形成，并且
所述低沸点材料在所述混合材料中的以重量计的百分比含量高于或等于25％。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电接触装置，其中，所述低沸点材料是锌。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电接触装置，其中，所述混合材料主要由润滑剂和作为所述低沸点材料的锌构成。
7.根据权利要求6所述的电接触装置，其中，所述润滑剂是碳。
8.一种旋转电机(1)，包括：
旋转轴(10)；
转子(20)，其被固定在所述旋转轴上，所述转子包括转子芯(21)和缠绕在所述转子芯上的电枢线圈(22)；
换向器(31)，其与所述电枢线圈电连接并且被配置成与所述旋转轴和所述转子一起旋转，所述换向器包括沿所述旋转轴的圆周方向(Z)布置的多个换向片(32)；
场磁体(40)，其向所述电枢线圈提供磁场；以及
多个电刷(35，36)，其与电源(E)电连接并且被配置成在所述换向器的旋转期间与所述换向片进行滑动接触；以及
根据权利要求1至7中任一项所述的电接触装置，
其中，
所述电接触装置的高电位侧接触件和低电位侧接触件由所述换向片中的一个和所述电刷中的一个构成。
9.根据权利要求8所述的旋转电机，其中，所有电刷都由低沸点材料或者包含所述低沸点材料的混合材料形成。
10.根据权利要求8或9所述的旋转电机，其中，在所述换向器的旋转期间所述换向片中的每一个具有相对于所述电刷中的每一个的滑动接触开始部(33)和滑动接触结束部(34)，并且
所述滑动接触开始部和所述滑动接触结束部中的至少一个由低沸点材料或者包含所述低沸点材料的混合材料形成。
11.根据权利要求8所述的旋转电机，其中，所述电刷中的至少一个包含磨料并且被配置成经由所述磨料与所述换向片中的每一个进行滑动接触。
12.根据权利要求11所述的旋转电机，其中，所述磨料由碳化硅、中间相碳粉末和铜锰合金中的至少一种构成。
13.根据权利要求11或12所述的旋转电机，其中，所述磨料在所述电刷中的所述至少一个中的以重量计的百分比含量低于或等于10％。
14.根据权利要求8以及权利要求11至13中任一项所述的旋转电机，其中，所述换向片中的每一个具有滑动表面，在所述换向器的旋转期间，所述电刷中的每一个在所述滑动表面上滑动，并且
在所述滑动表面上形成有选自银、镍和钯中的至少一种材料的镀层(32d)。
15.根据权利要求8以及权利要求11至14中任一项所述的旋转电机，其中，所述电刷中的至少一个电刷具有大于或等于相对长度(La)的1/10的滑动长度(Lb)，所述滑动长度是在所述旋转轴的轴向方向(X)上所述电刷中的所述至少一个电刷与所述换向片中的每一个实际上进行滑动接触的长度，所述相对长度是在所述旋转轴的轴向方向上所述电刷中的所述至少一个电刷与所述换向片中的每一个能够滑动地相对的长度。
16.根据权利要求8所述的旋转电机，其中，所述电刷包括与所述电源的正极端子电连接的正电刷(35)，并且
所述旋转电机还包括电弧能量吸收器(50，50A至50E)，所述电弧能量吸收器被配置成吸收所述正电刷侧的当所述正电刷脱离与所述换向片中的任何换向片的滑动接触时产生的电弧能量。
17.根据权利要求16所述的旋转电机，其中，所述电弧能量吸收器(50)由辅助电刷(51)和导电构件(53)配置而成，
所述辅助电刷被配置成与所述换向片中的一个换向片滑动接触，所述一个换向片在所述换向器的旋转方向(Za)上位于所述换向片中的正与所述正电刷滑动接触的另一个换向片的前面并且与所述另一个换向片相邻，
所述辅助电刷在所述换向器的旋转方向上位于所述正电刷的前面，使得在所述圆周方向上所述正电刷与所述辅助电刷之间的间隙(D)小于所有换向片在所述圆周方向上的宽度的最小值(Cmin)，
所述导电构件被设置在将所述正电刷和所述辅助电刷电连接的旁路路径(52)中，并且
所述导电构件由电阻比所述正电刷高的电阻器、二极管、电容器、缓冲器和变阻器中的至少之一构成。
18.根据权利要求17所述的旋转电机，其中，所述导电构件由齐纳二极管(55)构成，所述齐纳二极管的阳极电连接到所述辅助电刷并且所述齐纳二极管的阴极电连接到所述正电刷。
19.根据权利要求17或18所述的旋转电机，其中，所述辅助电刷经由电绝缘层(56)与所述正电刷接合，使得所述辅助电刷和所述正电刷被集成为一体。
20.根据权利要求16所述的旋转电机，其中，所述电弧能量吸收器(50A)由成对的前辅助电刷和后辅助电刷(51B，51A)以及二极管(54)配置而成，
所述前辅助电刷和所述后辅助电刷被配置成分别与所述换向片中的两个换向片滑动接触，所述两个换向片被定位成在所述换向器的旋转方向(Za)上与所述换向片中的正与所述正电刷滑动接触的那个换向片相邻并且分别处在正与所述正电刷滑动接触的那个换向片的相对侧，
所述前辅助电刷(51B)在所述旋转方向上位于所述正电刷的前面，使得在所述圆周方向上所述正电刷与所述前辅助电刷之间的间隙(D1)小于所有换向片在所述圆周方向上的宽度的最小值(Cmin)，
所述后辅助电刷(51A)在所述旋转方向上位于所述正电刷的后面，使得在所述圆周方向上所述正电刷与所述后辅助电刷之间的间隙(D2)大于所有换向片在所述圆周方向上的宽度的最大值(Cmax)，
所述二极管被设置在将所述前辅助电刷和所述后辅助电刷电连接的旁路路径(52)中，并且
所述二极管的阳极电连接到所述后辅助电刷并且所述二极管的阴极电连接到所述前辅助电刷。
21.根据权利要求16至20中任一项所述的旋转电机，其中，所述电刷还包括与所述电源的负极端子电连接的负电刷(36)，并且
所述电弧能量吸收器被配置成使得所述正电刷在所述圆周方向上的滑动长度(Ma)大于所述负电刷在所述圆周方向上的滑动长度(Mb)。
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